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我国领先世界的能源技术,曾落后20年,却仅用

来源:能源与节能 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2021-03-06
作者:网站采编
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摘要:人类历史上,每次突破性的科技进步,起点都是对能源的利用。如第一次工业革命就是由蒸汽机引发,第二次工业革命则是电气革命。第二次世界大战后,世界进入第三次工业革命,而

人类历史上,每次突破性的科技进步,起点都是对能源的利用。如第一次工业革命就是由蒸汽机引发,第二次工业革命则是电气革命。第二次世界大战后,世界进入第三次工业革命,而这时人类学会利用核能。自21世纪之后,人类进入第四次工业革命,这次工业革命,最重要的一项技术就是可控核聚变技术。

哪个国家只要在这方面领先,在这次工业革命中,就将占据领先的优势。幸运的是 ,这次工业革命中国已经成为带头大哥。曾经,我国在可控核聚变方面,落后国际水平至少20年时间。但是我国仅用10年,就让中国完成反超。这奇迹般的飞跃中国是如何做到的呢?让我们先了解可控核聚变开始。什么是可控核聚变
可控核聚变又叫做人造太阳,为什么叫人造太阳呢?因为它的原理与太阳释放能量的原理非常相似。核武器想必大家都了解,原子弹利用的就是原子核裂变,一个较重的原子核裂变成两个较轻的原子核,从而释放出巨大能量。

而核聚变则是如同氢弹爆炸的过程一样,两个较轻的原子核聚变成一个较重的原子核,释放的能量更加强大。自然界中最容易实现的聚变反应,就是氢的同位素氘与氚的聚变,这也是太阳释放能量的方式。

相比于核裂变来说,核聚变不会产生长期高水平的核辐射,也不会产生核废料,甚至不会产生温室气体,对环境几乎没有污染。但是这种聚变由于能量巨大,所以非常难以控制。科学家期望通过一种装置,能够控制“氢弹爆炸”的过程,让能量能持续而稳定输出,这种技术和装置就是可控核聚变。中国可控核聚变的开端
可控核聚变拥有巨大优势,一方面不污染环境,另外一方面原料极为容易获得,一公升海水中的原料所释放的能量,就相当于300公升汽油的能量。而且在月球上同样拥有非常多的氘和氚,因此很早之前科学家就开始关注这点。
从上个世纪40年代末开始,各国就已经对聚变能科学可行性进行探讨,每年投入的经费就超过10亿美元。而在那时,中国正处于一片战乱当中,连核裂变的原子弹都没有造出来,更不用说难度更高的可控核聚变。这也让中国在核聚变方面从一开始就落后于国际。
我国核聚变研究开始于60年代,此时别国已经开始20年,并研究出一定成果。比如前苏联科学家就证明,可用激光让氘氚发生聚变,给可控核聚变的研究提供了方向。20世纪70年代,前苏联科学家发明了“托克马克”装置,这种装置又称环流器,能够形成封闭的磁牢,从而约束等离子体,当等离子体达到一定数量,就能获得接近聚变的条件,而这也成为人造太阳的主要研究方向。

幸运的是,此时我国跟上国际发展的尾巴,同样开始研究托克马克,并建成5台小型托克马克以及1台中型托克马克。中国可控核聚变步入国际先进水平
1985年,苏联和美国冷战结束,两国就此展开合作,连同欧洲和日本一起,启动国际热核聚变实验计划(ITER)。我国同样不甘落后,于1991年开展超导托克马克计划,并于1994年建立并运行世界上同类装置中,规模第二大的托克马克装置。然而,一个国家无论如何也无法和多国相比,在资金、技术等各方面,我国有太多的不足,因此我国核聚变能力依旧远远不如欧、日、美等发达国家。
想要在短期内尽可能追上国际水平,我们必须与其它国家合作,从中学习最先进的技术而理念,从而促进我国可控核聚变的研究。

2001年,ITER设计完成,即将开始进入正式建设阶段,好在中国凭借着出色的科研能力,在核聚变方面的独特特点,以及众多在可控核聚变方面的专家,获得参加ITER的资格。并于2003年接受欧、日、俄的邀请加入ITER计划,2006年正式签约加入。
通过参与ITER的建设和实验,我国逐渐掌握了ITER的知识和技术,并培养出一批聚变工程的和科研的人才,配合着我国的基础研究,聚变反应堆材料的研究,以及一些必要技术的研究,我国核聚变方面有了突破紧张。2006年,我国第一台自主设计和研制的人造太阳完成首次调试,这也是世界上第一台全超导托克马克装置,并于2007年完成国家验收,这意味着,我国聚变研究已经达到国际先进水平。


文章来源:《能源与节能》 网址: http://www.nyyjnzz.cn/zonghexinwen/2021/0306/914.html



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